- Quel est l'impact relatif des aérosols anthropiques et naturels sur les nuages en phase liquide
dans ces environnements contrastés ?
- Quelle est la contribution de l'aérosol biogénique par rapport aux autres types d'aérosols
naturels (poussières, sel marin, sulfates) sur les interactions aérosol-nuage ?
- Quels sont les principaux mécanismes de rétroaction impliquant des interactions aérosol-
nuage entre la biosphère de la terre et le climat ?
Dans ce cadre, plusieurs campagnes de mesures seront réalisées en région tropicale, polaire et
aux latitudes moyennes, sur différents sites marins, de forêts et d'altitude entre 2014 et 2016.
La contribution de l'équipe consiste d'une part à déployer sur certains sites sol des instruments
permettant de caractériser les aérosols, en particulier leurs propriétés hygroscopiques
(chambres CCN). D'autre part de mettre en œuvre des drones auto-pilotés pour caractériser la
distribution verticale des aérosols, des flux radiatifs, de la turbulence, et des paramètres
météorologiques. La connaissance de la structure verticale de l’atmosphère est en effet
indispensable pour interpréter les observations de surface et faire des hypothèses sur le
mélange dans la basse troposphère et sur les interactions aérosol-nuage (Corrigan et al.,
2008). Les mesures drones seront également très importantes pour valider les mesures lidar et
de télédétection par satellites; et pour observer le transport longue distance.
L'objectif de la thèse sera de participer aux campagnes de mesure et d'exploiter les données
pour étudier les interactions aérosol-nuage. Les observations au sol de différents sites seront
analysées pour identifier les sources d'aérosols et étudier l'évolution des propriétés
hygroscopiques, afin de caractériser les processus de modification des aérosols (Sullivan et
al., 2009, Gunthe et al., 2009). Il s'agit aussi de quantifier les concentrations d'aérosols
naturels afin de déterminer l'influence des aérosols d'origine anthropique.
Les mesures par drones serviront à caractériser les ascendances sous les nuages afin de
déduire les distributions de sursaturation dans les nuages et le nombre de gouttelettes qui se
formeraient à partir des propriétés de l'aérosol (Conant et al, 2004). Cette stratégie permettra
de documenter complètement les flux d'énergie et d'aérosols dans l'atmosphère de la surface
jusqu’au sommet de la couche limite (de l’ordre du kilomètre).
Les mesures aéroportées et terrestres seront comparées afin de déterminer si les mesures au
sol sont suffisantes pour caractériser le mélange des aérosols à l’intérieur de la couche limite.
La relation entre les noyaux de condensation nuageuse (CCN) et les propriétés
microphysiques des nuages sera ensuite étudiée pour essayer de mieux comprendre comment
les aérosols modulent les propriétés microphysiques des nuages. Les interactions aérosol-
nuage seront ensuite abordés à partir d’observations par satellites (en collaboration avec les
partenaires) en combinant les mesures in situ de la granulométrie, d’hygroscopicité, et de
l'intensité des ascendances à la base des nuages (Conant et al, 2008; Rosenfeld et al, 2012).
Enfin, ces mesures serviront également à valider les études de fermeture top-down en
comparant les mesures CCN avec les estimation dérivées des profils verticaux restitués par
télédetection satellite.
Compétences requises :
Pour mener à bien ce travail, le(a) candidat(e) bénéficiera de la complémentarité des
domaines d'expertise des équipes encadrant cette thèse, d'une part pour ce qui concerne les
mesures sol, aéroportée et par télédétection. Pour cela il(elle) devra se familiariser avec
l’instrumentation et les protocoles d’analyse des jeux de données, aussi bien
thermodynamiques que microphysiques.